Die Mathematik von Kartenkacheln interaktiv erklärt

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13 / 7236 / 3140
↖ ↑ ↗
← N 38.685510°
E137.988281°		 ← 3 814.34 m → N 38.685510°
E138.032227°		 →
↑
3 815.27 m
↓
↑
3 815.27 m
↓
N 38.651198°
E137.988281°		 ← 3 816.17 m →
14 556 240 m²		 N 38.651198°
E138.032227°
↙ ↓ ↘

Die Berechnung

  1. Aus der URL werden die Kachel-Parameter übernommen:
    Name Parameter Wert Wertebereich Erklärung zum Wertebereich
    Vergrößerungsstufe tz 13 0… Keine obere Grenze. Es sollte aber Kacheln für die gewählte Stufe geben.
    Kachel-X tx 7236 0…2zoom-1
    Kachel-Y ty 3140 0…2zoom-1
  2. Aus der Kartenposition x=0.88336181640625 y=0.38336181640625 und der Vergrößerungsstufe zoom=13 berechnen wir die Kachelnummer:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Kachel-X (tx) floor (x × 2zoom) floor (0.88336181640625 × 213)
    floor (0.88336181640625 × 8192)
    floor (7236.5)     		tx = 7236
    Kachel-Y (ty) floor (y × 2zoom) floor (0.38336181640625 × 213)
    floor (0.38336181640625 × 8192)
    floor (3140.5)     		ty = 3140
    Kachel-Pfad (ti) "zoom/tx/tz" 13 / 7236 / 3140 ti = "13/7236/3140"
  3. Anzeige der Kachel https://a.tile.openstreetmap.org/13/7236/3140.png und Kaffeepause.
  4. Wir berechnen aus der Kachelnummer die Koordinaten der linken oberen Kachelecke.
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    X-Position (x) tx ÷ 2tz 7236 ÷ 213
    7236 ÷ 8192     		x = 0.88330078125
    Y-Position (y) ty ÷ 2tz 3140 ÷ 213
    3140 ÷ 8192     		y = 0.38330078125
    Länge (Λ)
    (Merkator)    		 +(x × 2 - 1) × π +(0.88330078125 × 2 - 1) × π
    0.7666015625 × 3.1415926535     		Λ = 2.40834984
    Breite (Φ)
    (Merkator)    		 -(y × 2 - 1) × π -(0.38330078125 × 2 - 1) × π
    0.2333984375 × 3.1415926535     		Φ = 0.733242816588379
    Länge (λ) Λ (unverändert) 2.40834984} λ = 2.40834984}
    Breite (φ) 2×atan(exp(Φ))-π/2 2×atan(exp(0.733242816588379))-π/2
    2×atan(2.08182063592218)-π/2
    2×1.12299292245157-π/2
    2.24598584490315-1.57079632675     		φ = 0.67518952
    Länge in Grad λ ÷ π × 180° 2.40834984} ÷ 3.1415926535 × 180° lon = 137.988281°
    Breite in Grad φ ÷ π × 180° 0.67518952 ÷ 3.1415926535 × 180° lat = 38.685510°
  5. Die Koordinaten der anderen Ecken werden aus den Kachelnummern der Nachbarkacheln berechnet:
    Ecke tx ty λ φ Länge in Grad Breite in Grad
    Oben links KachelX 7236 KachelY 3140 2.40834984 0.67518952 137.988281 38.685510
    Oben rechts KachelX + 1 7237 KachelY 3140 2.40911683 0.67518952 138.032227 38.685510
    Unten links KachelX 7236 KachelY + 1 3141 2.40834984 0.67459067 137.988281 38.651198
    Unten rechts KachelX + 1 7237 KachelY + 1 3141 2.40911683 0.67459067 138.032227 38.651198
  6. Die Kantenlängen werden aus den Koordinaten der Eckpunkte sowie dem Erdradius R berechnet:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Linke Seite abs(φOL-φUL) × R abs(0.67518952-0.67459067) × R
    0.00059885000000004 × 6371000     		dl = 3815.27335000025m
    Rechte Seite abs(φOR-φUR) × R abs(0.67518952-0.67459067) × R
    0.00059885000000004 × 6371000     		dr = 3815.27335000025m
    Obere Seite abs(λOL-λOR) × cos(φOL) × R abs(2.40834984-2.40911683) × cos(0.67518952) × R
    0.000766989999999801 × 0.78058850657304 × 6371000     		do = 3814.34049961929m
    Untere Seite abs(λUL-λUR) × cos(φUL) × R abs(2.40834984-2.40911683) × cos(0.67459067) × R
    0.000766989999999801 × 0.780962674939827 × 6371000     		du = 3816.16887083292m
  7. Die Fläche wird aus den Koordinaten von linker oberer und rechter unterer Ecke sowie dem Erdradius R berechnet:
    Name Formel Berechnung Ergebnis
    Fläche abs(λ1-λ2)×abs(sinφ1-sinφ2)×R² abs(λ1-λ2)×abs(sin(0.67518952)-sin(0.67459067))×R²
    abs(λ1-λ2)×abs(0.78058850657304-0.780962674939827)×R²
    abs(2.40911683-2.40834984)×0.000374168366787053×R²
    0.000766989999999801×0.000374168366787053×6371000²
    0.000766989999999801×0.000374168366787053×40589641000000     		ar = 14556239.9590204m²